一种含锌粉尘的还原脱锌方法技术

本发明专利技术提供了一种含锌粉尘的还原脱锌方法，包括步骤：S1、配料：配备含锌粉尘物料；S2、预处理：向所述物料中加水润湿，润湿后堆存和捂料升温熟化；S3、向所述熟化后的物料中加入0.6％～1.0％复合粘结剂得混匀料；S4、将所述步骤S3中制备的混匀料造球得到生球；S5、将所述生球干燥得到干球；S6、将所述干球装入回转窑内还原，还原后在保护气氛下进行冷却得到还原脱锌球。提高了含锌粉尘球团的成球性，使所述球团不容易粉化和破裂，在回转窑内还原脱锌、脱碱金属，脱锌率大于92.5％，还原球团残锌含量低于0.092％，还原球团铁金属化率大于82％、碱金属Na2O、K2O脱除率均大于50％。

A Reductive Dezincification Method for Zinc-Containing Dust

【技术实现步骤摘要】
一种含锌粉尘的还原脱锌方法
本专利技术涉及冶金粉尘固废处理领域，特别涉及一种含锌粉尘的还原脱锌方法
技术介绍
随着我国钢铁工业的发展，对铁矿石的需求量也逐日增加。与此同时，伴随着钢铁生产过程产生的粉尘量也日渐增多，这些含有大量的铁、锌、碳等有用元素的粉尘产量较大，占钢产量的8～15％，是一种有较大利用价值的二次资源。但是，含锌粉尘属于危险固体废弃物。因此，开发合适的工艺对这些粉尘中的有用元素进行回收利用，不仅有利于缓解我国铁矿石短缺的压力，降低我国铁矿石对外依存度，而且能够解决钢铁企业粉尘带来的环境污染问题。目前采用火法处理含锌粉尘脱锌的主要工艺有回转窑还原工艺、转底炉还原工艺，还包括衍生出的竖炉工艺、环形炉工艺等，其原理是在高温还原条件下，将含锌粉尘中的锌氧化物还原为单质锌，单质锌挥发后与固体渣相分离并在烟气中被氧化，最后富集于除尘系统中得到回收利用，与此同时铁氧化物也被还原为单质铁，留于固体渣相中，作为炼铁原料。现有技术中也公开了一些含锌粉尘的还原脱锌的方法，例如中国专利文献公开号为CN102776309A的专利公开了一种钢铁厂含锌粉尘的处理方法，将钢铁厂含锌粉尘、煤粉及粘结剂按比例混匀制造生球，然后将生球布入转底炉中进行高温还原，并向转底炉中通入气体燃料和助燃空气，还原结束后收集渣铁混合物及转底炉烟气；收集的渣铁混合物经过破碎筛分得到海绵铁和炉渣；收集到的烟气通入湿式除尘器，同时喷入质量分数为2％～5％的稀硫酸，将转底炉烟气中含有的锌反应成硫酸锌溶液，电解硫酸锌溶液，得到锌和稀硫酸，除尘后的烟气排出。该工艺在还原过程需向转底炉内通入气体燃料和助燃空气，提高炉内温度至温度高达1150～1350℃，且造球过程添加剂用量高达4％～8％，因此导致该工艺能耗高、成本大。此外，转底炉工艺利用系数低、生产效率不高，导致其处理量较低。公开号为CN101386913B的专利公开了一种转底炉处理含锌粉尘回收氧化锌的方法，将10～30％煤、70～90％含锌粉尘、1～5％添加剂按进行配料；将所配原料混和均匀后压制成生球；将所述生球布入蓄热式转底炉中，加热到1100℃～1350℃，保持10～30分钟进行还原，得到含锌粉尘和金属化铁料。但是该工艺加热温度高、能耗大，利用系数低，产量低；由于在金属料上部通入燃烧的氧化性气体，导致体系还原气氛不够，所得铁料金属化率低等问题。公开号为CN106893866B的专利公开了一种含锌粉尘的处理方法，该专利技术主要还原器为竖炉，竖炉里面包含若干还原室温，每个还原室由至少一个燃烧室供热；然后将含锌粉尘球团布于还原室内，在各还原室内得到含有煤气及锌蒸气的烟气；烟气排出竖炉进行锌的回收。通过本方法可获得锌含量高的含锌粉尘，但是存在燃烧能耗高、粘结剂用量大(3％～5％)导致成本高。此外，高温含锌烟气具有粘性高、腐蚀性强等特点，易造成烟气管道堵塞。公开号为CN106399700A的专利公开了一种处理含锌粉尘的方法及其系统，将含锌粉尘、还原剂和粘结剂进行混合、润磨、造球和烘干处理球团；烘干球团通过环形焙烧炉的进料口布到炉床上，最后通过冷却炉腔的出料口排出；然后进入将焙烧产品进行磨矿、磁选，获得金属铁粉和磁选尾渣；而产生的高温烟气最终进入锌回收系统收集得到挥发出的有价金属粉尘。该工艺所需还原温度1200～1300℃，温度较高，球团还原过程容易粉化而粘结，导致作业率低等问题。此外，由于含锌粉尘粒度特别细，采用润磨预处理工艺会使其粒度过细，生球爆裂温度低、热稳定性差，也是球团干燥速度慢、在还原过程中易粉化的重要原因。因此，以转底炉为代表的处理工艺，一般将粉尘与还原剂和粘结剂混合后进行造球或压团，粘结剂用量高达1％-8％，生球强度低；生球干燥后进入转底炉或竖炉内进行还原，炉料处于相对静止。但因干球强度低，在其还原过程中也存在球团粉化及炉底粘结问题，导致得到的含铁产品粒度细，仍需返回烧结作业重新造块后才能进入高炉，且产量低、占地面积大、效率低。因此,目前也只有少数钢厂在试图使用该技术,而且运行状况不佳。回转窑脱锌工艺处理量大，是锌冶炼厂广泛采用的一种从冶炼渣中回收锌的方法，采用粉状冶炼渣直接入窑还原焙烧挥发脱锌，近年来国内也尝试将该工艺用于钢铁厂含锌粉尘脱锌研究。该工艺是将含锌粉尘与粘结剂和还原剂混合后直接入窑还原挥发脱锌或进行含锌粉尘与粘结剂混合、造球后入窑还原挥发脱锌，金属锌在烟气中氧化为次氧化锌，从烟气中回收得到次氧化锌产品和还原矿含铁产品。但在现有的技术和应用中，含锌粉尘的混合料以粉料直接入窑或经润磨预处理，添加粘结剂造球后生球直接入窑还原挥发脱锌。因含锌粉尘亲水性低，成球性差，造球时大多采用常规膨润土做粘结剂，虽然经过润磨预处理，但粘结剂用量仍然高、生球强度较差，入窑后在还原过程中球团易破裂、粉化，不仅导致回转窑易结圈，而且得到的含铁产品主要为粉状，粒度细，不能直接进入高炉进行冶炼，只能返回烧结工序造块后再进高炉炼铁，造成大量能源浪费。此外，由于还原过程中存在大量细粉料，部分细粉进入烟尘，导致从回转窑烟气中回收的次氧化锌产品锌品位低，直接影响该工艺的经济性。上述缺点导致钢铁厂基本上不采用此工艺进行含锌粉尘脱锌。由此可见，开发强化回转窑直接还原脱锌新技术，大规模处理含锌粉尘，提高脱锌率及次氧化锌产品锌品位，提高还原后含铁产品强度，确保其直接进入高炉炼铁工序，最终提高资源利用率，解决危险固体放弃物利用难题，确保钢铁工业可持续发展具有重大现实意义。
技术实现思路
本专利技术提供了一种含锌粉尘的还原脱锌方法，其目的是为了提高含铁还原球团的强度，减小含铁还原球团中的残锌含量和碱金属含量，能直接作为高炉炼铁的炉料。为了达到上述目的，本专利技术的实施例提供了一种含锌粉尘的还原脱锌方法，包括步骤：S1、配料：配备含锌粉尘物料，所述物料的碳、铁质量比为0.10～0.25；S2、预处理：向所述步骤S1中的含锌粉尘物料中加水润湿，润湿后堆存和捂料升温熟化；S3、向所述熟化后的物料中加入0.6％～1.0％复合粘结剂得混匀料，所述复合粘结剂包括膨润土和聚丙烯酰胺，所述膨润土和聚丙烯酰胺的重量比为70～90：30～10；S4、将所述步骤S3中制备的混匀料造球得到生球；S5、将所述生球干燥得到干球；S6、将所述干球装入回转窑内还原，还原后在保护气氛下进行冷却得到还原脱锌球。其中，所述锌粉尘物料包括高炉布袋灰、炼钢钢包炉灰和炼钢转炉烟尘中的一种或多种混合而成。这三种粉尘均为含锌细粒料，但其铁、锌、碳及氧化钙元素含量及粒度、成球性存在较大差别。通过配料混合，可以稳定铁、锌、碳及氧化钙元素含量，有利于熟化过程成球性的改善及稳定还原脱锌过程。其中，所述步骤S1还包括：向所述含锌粉尘物料中加入含碳细粉混合得混合料，所述混合料的碳、铁质量比为0.10～0.25。其中，所述步骤S2具体为：向所述步骤S1中的含锌粉尘物料或混合料中加10％～12％水进行润湿，润湿的时间为10min～20min，堆存和捂料熟化20min～40min，物料的温度上升为15℃-35℃。其中，所述步骤S4具体为：将所述混匀料加入圆盘造球机进行造球，造球的时间为15min～25min，生球的水分为14％～15％，生球的粒度为10mm～20mm。其中，所述步骤S5中，生球干燥的温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含锌粉尘的还原脱锌方法，其特征在于，包括步骤：S1、配料：配备含锌粉尘物料，所述物料的碳、铁质量比为0.10～0.25；S2、预处理：向所述步骤S1中的含锌粉尘物料中加水润湿，润湿后堆存和捂料升温熟化；S3、向所述熟化后的物料中加入重量百分含量为0.6～1.0％复合粘结剂得混匀料，所述复合粘结剂包括膨润土和聚丙烯酰胺，所述膨润土和聚丙烯酰胺的重量比为70～90：30～10；S4、将所述步骤S3中制备的混匀料造球得到生球；S5、将所述生球干燥得到干球；S6、将所述干球装入回转窑内还原，还原后在保护气氛下进行冷却得到还原脱锌球。

【技术特征摘要】
1.一种含锌粉尘的还原脱锌方法，其特征在于，包括步骤：S1、配料：配备含锌粉尘物料，所述物料的碳、铁质量比为0.10～0.25；S2、预处理：向所述步骤S1中的含锌粉尘物料中加水润湿，润湿后堆存和捂料升温熟化；S3、向所述熟化后的物料中加入重量百分含量为0.6～1.0％复合粘结剂得混匀料，所述复合粘结剂包括膨润土和聚丙烯酰胺，所述膨润土和聚丙烯酰胺的重量比为70～90：30～10；S4、将所述步骤S3中制备的混匀料造球得到生球；S5、将所述生球干燥得到干球；S6、将所述干球装入回转窑内还原，还原后在保护气氛下进行冷却得到还原脱锌球。2.根据权利要求1所述的含锌粉尘的还原脱锌方法，其特征在于，所述锌粉尘物料包括高炉布袋灰、炼钢钢包炉灰和炼钢转炉烟尘中的一种或多种混合而成。3.根据权利要求1或2所述的含锌粉尘的还原脱锌方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：向所述含锌粉尘物料中加入含碳细粉混合得混合料，所述混合料的碳、铁质量比为0.10～0.25。4.根据权利要求3所述的含锌粉尘的还原脱锌方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：向所述步骤S1中的含锌粉尘物料或混合料中加10％～13％水进...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱德庆，潘建，郭正启，李启厚，杨聪聪，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43